異步鼠籠型電動機以其結構簡單、堅固耐用、價格低廉、維修方便等優點，廣泛應用在各種工藝設備的拖動上，小區消防水泵的拖動也采用該種電動機。但是，該電動機在實際使用中還存在一些問題;主要是起動電流太大，通常為額定電流的6-7倍，全電壓起動時的沖擊轉矩對水泵造成沖擊，起動電流對電網形成干擾，而傳統的各種限流起動方法的可控性也難令人滿意。

 

    隨著電子技術和計算機技術的發展，集軟起動、節能、保護于一體的PST系列軟起動器應運而生，并得到廣泛應用。本文就該裝置在消防泵房供電系統的應用作一介紹。

 

    1、工作原理

    軟起動器的原理框圖參見圖一，軟起動器以晶閘管作為主回路，由單片計算機控制，電壓、電流、移相構成一個調壓閉環起動設備，其主回路采用的是常見的三相交流調壓電路，由六個可控硅元件兩兩相反并聯構成，以軟起動交流調壓方式限制電動機的起動電流，使電機拖動機械傳動系統平穩地過渡到額定轉速。

    2、性能特點

    (1)、具有多種電動機保護功能。配合硬件電路，軟件設計，完成在起動、停車過程中的過載、短路、斷相等保護，可靠性高，故障率低，且能自診斷，顯示故障類型，維護簡單。

    (2)、能平滑無級軟起動，保護水泵。避免了過大的起動轉矩，減少了對機械設備的過度沖擊，降低了噪音和振動，延長了電動機和水泵的使用命。

    (3)、降低了起動電流，減少了起動電流對小區供電網絡的沖擊。

    (4)、軟起動器由于采用固態電子器件，基本上實現了免維護，提高了消防水泵運轉的可靠性。是傳統起動裝置，諸如星—三角起動、自禍減壓起動等最理想的更新換代產品。

   

    3、軟起動特點以及與變頻器的比較

    (1)、軟起動器特點

    軟起動是一種全新的起動方式，與直接起動和傳統的限流起動有著本質的區別。它是以TVR(時間、電壓、斜率)斜坡控制方式起動，電動機的轉速由零逐漸平滑提高到負載轉矩相對應的轉速，電流則由設定值逐漸達到額定電流。

   

    軟起動不僅降低了起動電流，避免了因起動電流過大使電網電壓下降導致對其它弱電設備的干擾，滿足了電網波動要求。同時解決了水泵起停時管道內水壓波動問題，消除了水泵停泵時的水錘現象，防止管道的內裂或爆炸，結點凸出或陷人，過早損壞。保證水泵機組可靠迅速的起動。

   

    軟起動器采用的是降壓不降頻的工作方式，由于異步電動機的轉矩與定子電壓的平方成正比，軟起動器的起動轉矩是起動時間、初始電壓和限定電流倍數的矢量積分，因此軟起動器可對不同負載情況校調起動轉矩，適合不同負載的起動。

   

    (2)、與變頻器比較

    變頻器與軟起動器都是異步鼠籠電機作為控制對象，變頻器主要用于異步電動機調速，而軟起動器則側重于異步電動機起動和停機。單純從限制起動電流和減小對水泵的沖擊而言，變頻器完全可以取代軟起動器。但由于變頻器輸出電壓與電網電壓不同步，在用變頻器起動完成后，旁路切換直接并

 

    入電網時，將產生較大的電流沖擊。而軟起動器采用的是串聯相控調壓方，電機電壓始終與電網電壓保持同步，旁路切換不會出現電流沖擊現象。從價格上看，同容量的變頻器價格遠高于軟起動器，因此，對于消防水泵，由于其正常運行時無需調速，以采用軟起動器控制裝置為宜。

 

    1、供電系統

    根據行業標準《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16一2008)的有關規定:消防負荷為一級負荷，供電方案應由兩個電源供電，在消防泵房(未端)自動切換(ATS)。參見圖二，當一個電源發生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞。

 

    設計中，兩個電源應分別取自于小區變電站不同的供電母線段，有條件時，一個電源應取自于應急母線段。由變電站至消防泵房的兩路電源采用放射式供電方式，在變電站配電設備上應設明顯標志。供電線路宜采用耐火型電力電纜，供電電源開關不裝設漏電保護。

圖2    供電系統圖

    2、控制原理

    (1)、控制要求

    消防水泵多采用兩臺水泵，二臺互為備用，正常運行時一臺運行一臺備用，運行水泵故障停機后，備用水泵立即自動投人運行。正常起動和停車為軟起停，故障停車采用急停車。消防水泵即可在消防控制中心控制，亦可在消防泵房控制。

   

    (2)、控制原理

    參見控制原理圖三，起動前，首先通過轉換開關SA確定系統工作狀態，位置Z1為1號泵工作，2號泵備用，位置Z2為2號泵工作，1號泵備用，中間位置為手動位置。

   

    以工作方式位置Z1說明其控制過程。當由消防控制中心引來起動接點閉合，中間繼電器1KA帶電，其常開接點1 KAZ閉合，接通2KA中間繼電器，其接點2KA4接通1RQ軟起動器，進人起動狀態，起動完成后，1RQ中K5閉合，通過中間繼電器6KA接通3KM旁路接觸器，起動結束。運行中，1號水泵過載(1KH1動作)或軟起動器檢測到故障(缺相或軟起動器故障等)則1KM動作，1號水泵瞬時停車，此時接通時間繼電器1KT，延時后接通3KA，通過3KA接通2RQ，自動起動2號水泵。當消防控制中心發出停車信號，屆時2KA4接點斷開(此時1KM仍合上)1RQ進人軟停車狀態，斷開旁路直至水泵軟停電機轉速為零。控制方式Z2反之亦然。當置于控制方式中間位置，則通過軟起動控制柜上的控制按鈕單獨控制兩臺水泵(一般用于檢修或機旁控制)。根據需要，也可將水泵及軟起動器工作狀態通過相應中間繼電器接點引至消防中心指示或報警。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)